DE1114784B

DE1114784B - Duennschichtverdampfer zum Verdampfen und Destillieren von temperaturempfindlichen Flessigkeiten

Info

Publication number: DE1114784B
Application number: DED18930A
Authority: DE
Inventors: Karl Zeiss
Original assignee: SAMESREUTHER U CO GmbH
Current assignee: SAMESREUTHER U CO GmbH
Priority date: 1954-10-22
Filing date: 1954-10-22
Publication date: 1961-10-12

Description

Dünnschichtverdampfer zum Verdampfen und Destillieren von temperaturempfindlichen Flüssigkeiten Die Erfindung bezieht sich auf einen Dünnschichtverdampfer ohne mechanisches Rührwerk zum Verdampfen und Destillieren von temperaturempfindlichen Flüssigkeiten bei abwärts gerichteter Strömung der Flüssigkeit und des gebildeten Dampfes in von außen beheizten, vorzugsweise in einem gemeinsamen Heizmantel angeordneten Verdampferrohren.
Verdampfer dieser Bauart ohne Rührwerk haben gegenüber den bekannten Verdampfern, z. B. den Luwa- und Sambay-Verdampfern, bei denen die ständige Bewegung und Erneuerung des dünnen Benetzungsfilms im Inneren einer röhrenförmig vertikal angeordneten Heizfläche durch Rührflügel bewirkt wird, die auf einer sich über den beheizten Raum erstreckenden Welle angebracht sind, den Vorzug, daß keine mechanisch bewegten Teile vorhanden sind, die eine Abdichtung durch Stopfbuchsen usw. erfordern.
Es ist bereits ein Eindampfapparat für kontinuierliche Arbeitsweise bekanntgeworden, der in konzentrischer Anordnung einen Heizmantel und eine Ringkammer für Treibdampf und Eindampfgut besitzt.
Diese Ringkammer wird hierbei gebildet durch die Innenwandung des Heizmantels und die Außenwandung eines stabförmigen Verdrängungskörpers bzw. einer auf diesem angeordneten Schraubenfläche.
Bei dieser bekannten Anordnung sollen die schraubenlinienförmigen Flächen eine gleichmäßige Verteilung der herabrieselnden Flüssigkeit bewirken.
Durch diese Einbauten kann jedoch eine einigermaßen gleichmäßige Flüssigkeitsverteilung erst im unteren Teil des Verdampfers erreicht werden. Es hat sich aber gezeigt, daß es zur Erlangung eines günstigen Wirkungsgrades von wesentlicher Bedeutung ist, die Flüssigkeitsverteilung bereits im oberen Teil der Verdampferrohre in der gewünschten Weise vorzunehmen, da durch die in den Rohren abwärts gerichtete Strömung die zu verdampfende Flüssigkeit mitgerissen und im unteren Teil bereits durch diesen Vorgang verhältnismäßig gleichmäßig verteilt wird, während im oberen Teil des Verdampfers diese günstige Flüssigkeitsverteilung infolge der Strömung noch nicht erlangt werden kann. Bei der bekannten Vorrichtung ist demgemäß die Ausnutzung im oberen Teil der Verdampferrohre schlecht.
Um diese verhältnismäßig schlechte Flüssigkeitsverteilung noch etwas zu verbessern, sieht die bekannte Vorrichtung außerdem einen zentralen Einsatzkörper vor, der die Schraubenflächen trägt und von außen um seine Achse gedreht werden kann.
Derart mechanisch bewegbare Teile sind aber, wie bereits erwähnt, außerordentlich nachteilig.
Es ist bereits ein rührwerksloser Berieselungsverdampfer bekanntgeworden, bei welchem die zu verdampfende Flüssigkeit über die Heizflächen auf deren einem Verdampferraum zugewandten Seite, d. h. auf der Außenseite der Rohre herunterströmt.
Bei diesem bekannten Verdampfer dürfte es selbst bei Verwendung einer sehr großen Umwälzdampfmenge nicht gelingen, den Dampf- bzw. Flüssigkeitsstrom in gleichmäßiger Stärke auf die Rohre aufzubringen. Im übrigen wird hierbei durch die ständige Umwälzung des Produktdampfes (das Produkt wird im Dampfzustand immer wieder durch den Verdampferraum geführt) ein wesentlicher Vorteil der Dünnschichtverdampfung, welcher in der kurzen Verweilzeit des Produktes im höheren Temperaturbereich des Verdampferraumes besteht, wieder aufgehoben. Tatsächlich ist der bekannte Verdampfer auch nicht entsprechend dem erfindungsgemäßen Dünnschichtverdampfer dazu bestimmt, eine Destillation zum Zwecke der Reinigung des leichtersiedenden Stoffes zu bewirken, wobei der Produktdampf das Hauptprodukt und der Rückstand das Nebenprodukt darstellt, sondern der bekannte Verdampfer dient im wesentlichen zur Konzentrierung oder Eindickung und Entwässerung, wobei der nicht verdampfte Rückstand das Hauptprodukt und der verdampfte Anteil das Nebenprodukt darstellt. Hierbei ist es aber auch unwesentlich, ob der Wälzdampf mehrfach durch die Verdampfungszone geleitet wird, da dieser nicht temperaturempfindlich ist. Eine solche dauernde Umwälzung des Produktdampfes ist jedoch bei der Verdampfung von temperaturempfindlichen Flüssigkeiten unzulässig.
Ziel der Erfindung ist es, einen Dünnschichtverdampfer zu schaffen, der die Verdampfung temperaturempfindlicher Flüssigkeiten, z. B. vitamin- oder duftstoffhaltiger Produkte sicher und mit hoher Ausbeute bewirkt und die Nachteile der bekannten Verdampfer vermeidet.
Zu diesem Zweck ist ein Dünnschichtverdampfer der eingangs genannten Bauart gemäß der Erfindung in der Weise ausgebildet, daß über der oberen Stirnseite der Verdampferrohre ein Tüllboden angeordnet ist, der in die Verdampferrohre einstehende Tüllen trägt, daß die Tüllen drallerzeugende Einbauten zur gleichmäßigen Verteilung der zu verdampfenden Flüssigkeit und Durchwirbelung derselben mittels eines Wälzgases aufweisen, deren Wirkung sich bis in den Verdampferraum fortpfianzt und durch den entstehenden Produktdampf verstärkt wird, daß an den unteren Enden der Verdampferrohre Abscheideeinrichtungen zur mechanischen Trennung von nicht verdampftem Rückstand und Wälzgas-Produktdampf-Gemisch vorgesehen sind, daß dem Ablaufstutzen ein Kondensator zur Trennung von Produktdampf und Wälzgas nachgeschaltet ist und daß ein Wälzgasgebläse zwischen Kondensator und Einlaufstutzen des Verdampfers vorgesehen ist.
Durch den erfindungsgemäß gestalteten Einlauf wird in Verbindung mit den drallerzeugenden Einbauten eine gleichmäßige Flüssigkeitsverteilung gewünschter Dicke bereits im oberen Teil des Verdampfers gewährleistet, so daß nach Durchlaufen des Verdampfers bereits die erwünschte Trennung mit Sicherheit erfolgt ist und wobei das austretende Wälzgas-Produktdampf-Gemisch in einem nachgeschalteten Kondensator leicht getrennt werden kann.
Die Abscheideeinrichtung zur mechanischen Trennung von nicht verdampftem Rückstand und Wälzgas-Produktdampf-Gemisch kann zweckmäßigerweise aus einem zylindrischen Mantel mit ausgezacktem Rand bestehen, welcher die unteren Enden der Verdampferrohre umfaßt.
An Stelle eines einzigen Verdampferrohres können auch mehrere Verdampferrohre mit kleinerem Durchmesser in einem gemeinsamen Heizraum angeordnet werden.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen an Hand der Zeichnung. In der Zeichnung zeigt Abb. 1 eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Verdampfers, Abb. 2 eine schematische Ansicht einer anderen Ausführungsform des Verdampfers mit mehreren Verdampferrohren und angeschlossenem Kondensator.
Der erfindungsgemäße Verdampfer weist nach dem Ausführungsbeispiel gemäß Abb. 1 ein zentrales Verdampferrohrll mit vertikaler Achse auf, während gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 2 mehrere vertikale Verdampferrohre 11 vorgesehen sind.
Die Verdampferrohre 11 werden von einem Heizmantel 12 umschlossen. Die ganz oder teilweise zu verdampfende Flüssigkeit wird dem Tüllboden 13 zugeführt, der in Verlängerung der Rohre 11 aufgesetzte Tüllen 14 aufweist, deren oberer Rand gleichförmig ausgezackt ist, so daß auch noch bei einer gewissen Neigung des Rohres 11 eine im wesentlichen gleichmäßige Flüssigkeitsverteilung auf die Innenfläche der Rohre herbeigeführt wird. In dem Rohr 11 können gemäß Abb. 1 Einbauten 15 vorgesehen sein, die den in Abwärtsbewegung befindlichen Gas- oder Dampfstrom zusätzlich in eine Drehbewegung versetzen und gegen die Rohrwand drücken. Die Tüllen 14 tragen drallerzeugende Einrichtungen, welche gewährleisten, daß der abwärts gerichtete Strom bereits im Oberteil des Rohres die gewünschte Flüssigkeitsverteilung aufweist. Die Flüssigkeit wird durch den Stutzen 16 eingeführt und auf den Tüllboden 13 geleitet. Sie läuft in feinen Bahnen auf die Innenfläche des Rohres 11 und wird durch den umlaufenden Gas- oder Dampfstrom, der durch den Stutzen 17 eingeführt wird, in dünner Schicht auf die Innenfläche verteilt und abwärts bewegt. Der durch die Verdampfung nun entstehende Produktdampf mischt mit dem umlaufenden neutralen Gas-oder Dampfstrom, der ihm als Träger dient. Das Gemisch wird durch den Stutzen 18 abgeführt, wobei gegebenenfalls in dem Gemisch noch vorhandene Flüssigkeitstropfen durch den zweckmäßigerweise ebenfalls ausgezackten Tropfrandl9 zurückgehalten werden.
Der nicht verdampfte Produktanteil fließt durch den Stutzen 20 ab oder wird durch diesen mit Hilfe einer Pumpe abgesaugt.
Die Beheizung des Verdampfers kann je nach der Verdampfungstemperatur und je nach der zugeführt tenWärmemenge mittels Wasserdampfes oder anderer Dämpfe unter Druck oder Vakuum oder mit Hilfe durchströmender heißer Flüssigkeiten in an sich bekannter Weise erfolgen. Der Dampf bzw. die Flüssigkeit wird durch den Stutzen 21 eingeführt und über den Stutzen 22 entnommen.
Abb. 2 zeigt außer dem Verdampfer mit mehreren Verdampferrohren 11 den hieran angeschlossenen Kondensator 23, in dem die über den Stutzen 18 zugeführten Produktdämpfe kondensiert werden, wobei das reine Destillat durch den Stutzen 26 entnommen werden kann, während der abgekühlte Gas- oder Dampfstrom, der nunmehr von dem Produkt getrennt ist, über ein Gebläse 24 wieder dem Stutzen 17 des Verdampfers zugeführt wird und diesen wiederum im Kreislauf durchsetzt.

Claims

PATENTANSPRCHE: 1. Dünnschichtverdampfer ohne mechanisches Rührwerk zum Verdampfen und Destillieren von temperaturempfindlichen Flüssigkeiten bei abwärts gerichteter Strömung der Flüssigkeit und des gebildeten Dampfes in von außen beheizten, vorzugsweise in einem gemeinsamen Heirmantel angeordneten Verdampferrohren, dadurch gekennzeichnet, daß über der oberen Stirnseite der Verdampferrohre (11) ein Tüllboden (13) angeordnet ist, der in die Verdampferrohre(11) einstehende Tülle(14) trägt, daß die Tüllen (14) drallerzeugende Einbauten zur gleichmäßigen Verteilung der zu verdampfenden Flüssigkeit und Durchwirbelung derselben mittels eines Wälzgases aufweisen, deren Wirkung sich bis in den Verdampferraum fortpflanzt und durch den entstehenden Produktdampf verstärkt wird, daß an den unteren Enden der Verdampferrohre Abscheideeinrichtungen(19) zur mechanischenTrennung von nicht verdampftem Rückstand und Wälzgas-Produktdampf-Gemisch vorgesehen sind, daß dem Ablaufstutzen(18) ein Kondensator(23) zur Trennung von Produktdampf und Wälzgas nachgeschaltet ist und daß ein Wälzgasgebläse (24) zwischen Kondensator (23) und Einlaufstutzen (17) des Verdampfers vorgesehen ist.
2. Dünnschichtverdampfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abscheideeinrichtung (19) aus einem zylindrischen Mantel mit ausgezacktem Rand besteht, welcher die unteren Enden der Verdampferrohre(11) umfaßt.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 112509, 29 843, 737 330; schweizerische Patentschrift Nr. 282725.